Cascaded bone regeneration method with extracellular vesicles prepared for different purposes under variable culture environment

可变培养环境下制备不同目的细胞外囊泡级联骨再生方法

• 批准号: 19H03851
• 负责人: 日比 英晴
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H03851/
• 关键词: 再生医療; 組織再生; 再生医学

骨髄由来間葉系幹細胞培養上清を利用した組織再生に取り組んで，培養細胞はさまざまな刺激を加えることで骨形成・血管新生に関連する成長因子を多く産生することがわかってきた．本年度の研究目的は物理的，化学的刺激により細胞培養上清の骨形成・血管新生能がどう影響されるかを明らかにすることであった．細胞種はヒト骨髄由来間葉系幹細胞およびヒト歯根膜由来線維芽細胞とし，刺激は細胞培養システム中に加え，任意の条件を設定した．24 時間培養後の細胞および培養上清を回収し，骨形成・血管新生関連因子の発現を遺伝子，タンパクレベルで評価した．またヒト骨芽細胞・ヒト臍帯静脈内皮細胞を使用して上清の石灰化能・管腔形成能についても評価した．さらにマウスの頭蓋骨欠損モデルを用いてアテロコラーゲンスポンジを担体として上清を適用し一定期間後の骨形成・血管新生について組織学的，X線学的に評価した．その結果，いずれの細胞種でも刺激により骨形成・血管新生関連遺伝子の発現が上昇し，関連因子の含有量も増加しており，骨形成・血管新生能は向上していた．大腿骨，頭蓋骨欠損モデルではいずれの細胞種でも刺激により骨形成・血管新生が促進されることを確認した．刺激を加えることで，培養上清の骨形成・血管新生能が向上し，その投与により骨形成・血管新生が促進されることが示された．劣悪な培養環境にさらされた細胞は，生きのびようと反応し生成した物質を含んだ細胞外小胞を放出することを利用して，組織再生に適した合目的な細胞外小胞を調製することができると考える．この細胞外小胞を組織欠損部に適用することにより，動員した内在性の幹・前駆細胞を集積させて組織を再生させる方法を検討することが可能であり，生体内に潜在する組織再生能力を特別な装置なしで高め，引き出すことができるはずであり，本課題の最終目標は十分に実現し得ると確信する．

Bone marrow is derived from mesenchymal stem cell culture supernatant and used for tissue regeneration. Cultured cells are stimulated to produce growth factors related to bone formation and angiogenesis. The purpose of this year's research is to influence bone formation and angiogenesis in cell culture supernatant by physical and chemical stimulation. Cell culture medium was added to the culture medium, and any conditions were set. After 24 hours of culture, the cells and culture supernatant were recovered, and the expression of factors related to bone formation and angiogenesis was evaluated. Bone bud cells, umbilical vein endothelial cells and endothelial cells are used to evaluate the calcification and lumen formation of supernatant. The bone formation and angiogenesis after a certain period of time are evaluated histologically. As a result, the expression of osteogenesis and angiogenesis related factors increased due to the stimulation of cell species, and the content of osteogenesis and angiogenesis related factors increased due to the stimulation of cell species. Thigh bone, skull damage, cell species stimulation, bone formation, angiogenesis promotion, confirmation. Stimulation is added to the culture supernatant to promote bone formation and angiogenesis. The cells were cultured in an environment where they could produce substances including extracellular vesicles, which could be used for tissue regeneration. The aim of the present study is to investigate the application of extracellular cells to tissue regeneration by mobilizing endogenous stem cells and pre-harvest cells, and to establish a specific mechanism for tissue regeneration potential in vivo.

项目成果

唾液腺機能障害におけるヒト歯髄幹細胞由来細胞外小胞による予防効果の検討

人牙髓干细胞来源的细胞外囊泡对唾液腺功能障碍的预防作用研究

• 发表时间: 2020
• 作者: Chang Q;Fujio M;Tsuboi M;Bian H;Hibi H;王芸霖，山口聡，陳暉，渡邊純奈，酒井陽，日比英晴;岡部一登，藤尾正人，酒井陽，椙村有紀子，坂口晃平，渡邊純奈，日比英晴;小間義朗，酒井陽，Dong Jiao，丸山裕，Liu Kehong，渡邊純奈，日比英晴;董嬌，酒井陽，小間義朗，渡邊純奈，日比英晴
• 通讯作者: 董嬌，酒井陽，小間義朗，渡邊純奈，日比英晴

TNF-α刺激歯髄由来間葉系幹細胞はTRAILを介して口腔扁平上皮癌を抑制する

TNF-α刺激的牙髓间充质干细胞通过TRAIL抑制口腔鳞状细胞癌

• 发表时间: 2019
• 作者: Koma Y;Sakai K;Jiao D;Watanabe J;Hibi H;荻須宏太，藤尾正人，土屋周平，岡部一登，外山直人，日比英晴;太田優也，土屋周平，神尾尚伸，岡部一登，日比英晴
• 通讯作者: 太田優也，土屋周平，神尾尚伸，岡部一登，日比英晴

High mobility group box 1 promotes bone regeneration during distraction osteogenesis via accelerating angiogenesis

高活动性组盒1通过加速血管生成促进牵张成骨过程中的骨再生

• 发表时间: 2021
• 作者: Chang Q;Fujio M;Tsuboi M;Bian H;Hibi H
• 通讯作者: Hibi H

大気圧プラズマ処理したチタンがマクロファージの極性変化と骨形成に与える影響

常压等离子体处理钛对巨噬细胞极性变化和骨形成的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: Sakaguchi K;Sakai K;Sugimura Y;Watanabe J;Hibi H;神尾尚伸，土屋周平，黒田健介，藤尾正人，岡部一登，荻須宏太，外山直人，太田優也，日比英晴;酒井陽，山本朗仁，日比英晴;小原豪，土屋周平，太田優也，神尾尚伸，岡部一登，日比英晴;外山直人，土屋周平，黒田健介，藤尾正人，岡部一登，荻須宏太，神尾尚伸，日比英晴
• 通讯作者: 外山直人，土屋周平，黒田健介，藤尾正人，岡部一登，荻須宏太，神尾尚伸，日比英晴

Bone regeneration using exosomes derived from hMSCs stimulated by hypoxia

使用源自缺氧刺激的 hMSC 的外泌体进行骨再生

• 发表时间: 2019
• 作者: Kohei SAKAGUCHI;Kiyoshi SAKAI;Yukiko SUGIMURAWAKAYAMA;Junna WATANABE;Hideharu HIBI
• 通讯作者: Hideharu HIBI